淺析區塊鏈技術的應用與發展趨勢

馮勤 胥家瑞

【摘要】區塊鏈的概念自2008年由中本聰第一次提出，在隨后的幾年中成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分，作為所有交易的公共賬簿。這一脫胎于比特幣的底層技術，以十年多的穩定運行證明了其高度安全可靠的架構和算法設計，同時憑借分布式賬本和智能合約等創新性的技術，為更多行業的產業升級打開了巨大的可能空間。甚至有業內專家預言區塊鏈技術將掀起第二次互聯網革命。

【關鍵詞】區塊鏈（Blockchain） 去中心化 分布式賬本 共識機制

區塊鏈（Blockchain），它本質上是一個去中心化的數據庫，同時作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈主要解決交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題有四個技術創新：分布式賬本、非對稱加密和授權技術、共識機制（區塊鏈提出了四種不同的共識機制：PoW、PoS、DPoS、PooI驗證池、）、智能合約。區塊鏈一般分為三種類型，公有區塊鏈、區塊鏈聯合（行業）區塊鏈、私有區塊鏈。區塊鏈技術具有去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改、匿名性五個特征。區塊鏈技術無疑是當前最熱的領域之一。如今中國的區塊鏈企業數量僅次于美國，位居全球第二，不過由于區塊鏈應用市場還處在早期階段，公眾和很多企業對區塊鏈技術尚缺乏足夠的了解。

區塊鏈系統架構由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法;網絡層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網絡節點的各類共識算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基于時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基于共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。

區塊鏈技術使得一場技術標準的競爭和顛覆式創新浪潮正悄然襲來。區塊鏈的特性將改變很多企業交易的核心準則。因其安全、透明及不可篡改的特質，金融體系間的信任模式不再依賴中介者;愈多企業業務都將“去中心化”，實現實時數字化的交易。區塊鏈的應用在虛擬貨幣、跨境支付與結算、票據與供應鏈金融、證券發行與交易及客戶征信與反欺詐等金融場景將能產生最直接與有效的應用。

區塊鏈對于企業的作用相等于因特網對于通信的作用。企業每時每刻都在與供應商、合作伙伴、客戶和其他人交換價值。所謂“價值”，是指商品、服務、貨幣、數據等等。每次價值交換都是一個事務。參與交易的各方需要快速、準確和輕松地達成交易。為業務提供的區塊鏈提供了一種更好的方法來執行更多交易。區塊鏈的工作方式為：發生每筆交易且各方均同意其細節時，會將其編碼為數字數據塊，并進行唯一簽署或標識;每個塊都連接到位于它前后的塊，創建不可逆的永久鏈;塊將鏈接在一起，可防止更改任何塊或在兩個現有塊之間插入塊。

區塊鏈作為一種革命性技術，在賦能各類產業的同時，也催生出了一個完整的產業，整個區塊鏈產業鏈現在分成五大板塊：（1）硬件與基建層：為各種區塊鏈提供、整合底層算力和硬件支持;（2）平臺與基礎層：為各種區塊鏈應用提供底層架構、開發平臺和生態;（3）通用技術層：讓區塊鏈應用更方便部署和被應用，為開發者和用戶服務;（4）垂直應用層：將區塊鏈應用于各個行業及場景，服務最終用戶;（5）周邊服務層：幫助資金、信息等流動，為產業鏈參與者提供專業服務。

國際巨頭都在爭相布局區塊鏈，IBM、微軟、亞馬遜和谷歌為代表的傳統科技企業涉足區塊鏈，摩根大通、Facebook、日本三菱金融集團紛紛明確發布區塊鏈應用和解決方案。IBM在物聯網領域已經持續投入了幾十年的研發，正在探索使用區塊鏈技術來降低物聯網應用的成本。摩根大通正在利用微軟公司基于云的服務來推動其區塊鏈平臺，旨在使各個公司更容易，更快捷，更便宜地構建和部署區塊鏈應用程序。谷歌希望將區塊鏈技術引入其云服務，云客戶可以“通過使用數字資產和BlockApp來探索他們可能使用分布式賬本技術（DLT）框架的方式”。

相信在不久的將來，區塊鏈在更多的行業領域不斷落地開花，區塊鏈將更好的滿足物聯網運營需求;將會有大量公司采用區塊鏈進行貿易;在提高加密交易所進行交易的安全可靠性;去中心化應用將繼續增長;政府機構可能也會更多的采用區塊鏈技術用于國家管理。所以區塊鏈技術在未來前景一片光明。

區塊鏈作為一項新興技術，在給國家發展帶來機遇、給社會生活帶來便利的同時，也帶來了一定的安全風險。通過與傳播領域的結合，被一些不法分子利用傳播違法有害信息，實施網絡違法犯罪活動，損害公民、法人和其他組織合法權益。部分區塊鏈信息服務提供者的安全責任意識不強，管理措施和技術保障能力不健全，也對互聯網信息安全提出新的挑戰，加強區塊鏈相關安全性管理也是今后區塊鏈技術應用中不容忽視的問題。

參考文獻：

[1]區塊鏈技術指南.知行社會化協作知識共享平臺.

[2]2018-2019年度全球區塊鏈產業全景與趨勢年度報告火幣區塊鏈研究院.2019.

[3]章峰，史博軒.區塊鏈技術與應用研究綜述.中國科技論文，2018.